JP5160547B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム、並びに撮像装置 - Google Patents
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Description
画像処理装置における画像処理は、画像データを構成する各画素についての背景色を求め、求めた背景色に基づいて前景色を求めるものである。すなわち、この画像処理は、従来の問題を解決するために、画像データを構成する各画素について、その画素が前景であったとしても、背景であったとした場合にいかなる色になるのか(背景色はいかなる色になるのか)を求めることを基本とするものである。
画像処理装置においては、このようにして画像データIMを撮像して取得すると、CPU11によって所定の画像処理プログラムを実行し、画像データIMについての背景色を求める。具体的には、画像処理装置は、第1の手段として機能するCPU11の制御のもとに、画像データIMに撮像対象物Tの前景領域像FWとともに写り込んだ背景領域像BKの色を取得又は算出し、第2の手段として機能するCPU11の制御のもとに、取得又は算出された背景領域像BKの色に基づいて、画像データIM内での当該背景領域像BKの内側の領域における各画素についての背景色を算出する。
画像処理装置は、各画素についての背景色を求めると、第4の手段として機能するCPU11の制御のもとに、各画素についての前景色を求める。具体例として、画像処理装置は、位置(x,y)における画像データIMの色(すなわち、ディジタルカメラ等によって撮像された画像データIMの位置(x,y)における色。以下、原画像色という。)をorg(x,y)とすると、画像データIMから読み取った原画像色org(x,y)と、先に求めた背景色g(x,y)とに基づいて、位置(x,y)における新たな前景色fa(x,y)を、次式(10)に示すようにして求める。なお、次式(10)におけるbrは、撮像対象物Tの下地色等、実際の背景の色である。したがって、brは、例えば、実際の背景の色が白色であり、画像データIMが8ビットのRGB形式である場合には、255という値になる。
ところで、画像処理装置においては、上述したように、画像データIMにおいて前景領域像FWの周囲に写り込んだ背景領域像BKの色に基づいて、内側の領域における各画素についての背景色を求めることができるが、撮像された画像データIMに対して、撮像対象物Tの周囲に写り込んでいる背景領域像BKの領域内で、1周分の画素群PGとする矩形の位置を、手動で指定する必要がある。
以上では、背景領域像BK内に指定する1周分の画素群PGを矩形として説明したが、画像処理装置は、任意の多角形等、任意の閉じた形状からなる図形であっても、その図形を矩形に変換(変形)することができれば、当該図形の周縁が矩形の辺になるため、処理を行うことができる。ここでは、具体例として、全ての頂角の内角が180°未満である任意の四角形、すなわち、凸である任意の四角形について処理を行う場合について説明する。
背景領域像の位置に当該背景領域像の色でない色が写り込んでいる領域が存在する場合
用紙等を撮像対象物Tとし、当該用紙の外縁部分を含む周囲領域を背景として利用しようとする場合には、例えば図13に示すように、撮像された画像データIM内の背景領域像BKの位置に、例えばページ番号等の文字や付加的な図形等、当該背景領域像BKの色でない色が写り込んでいる領域N1,N2が存在する場合がある。また、物体を撮像対象物Tとする場合においても、背景領域像BKの位置に、模様等、部分的に当該背景領域像BKの色でない色の領域が写り込むことがある。このような場合、その文字や図形、模様等、当該背景領域像BKの色でない色が写り込んでいる領域では、急激な色の変化が見られたり、背景よりも大幅に暗く写ったりすることが多い。
雑誌や文庫本等の書籍を撮像対象物Tとし、この書籍を先に図6(B)に示したようなフレームFRを描画した補助部材50の上に載置して撮像する場合に、その書籍の片面のみを撮像することが多い。この場合、例えば図15に示すように、撮像対象物Tである書籍を見開いて撮像したい一方の面を露呈させるため、撮像しない他方の面によってフレームFRの一部が覆われ、その部分のフレームFRの像IFRが得られないことになる。
以上では、撮像対象物Tの大きさが撮像範囲内にある場合等を想定してきた。そのため、撮像対象物Tに対応する前景領域像FWの周囲に背景領域像BKが写り込むような画像データIMを取得することができた。しかしながら、新聞等、サイズが大きいものを撮像対象物Tとし、その一部のみを撮像したい場合がある。
雑誌や文庫本等の書籍を撮像対象物Tとし、この書籍を先に図6(A)又は図6(B)に示したような補助部材50を用いて撮像する場合には、上述したように、書籍を見開くことによって補助部材50の一部が覆われてしまう。この対策として、補間等を行うことにより、擬似的に背景領域像BKの色を設定することを提案した。
Claims (16)
- 所定の対象物の像が写り込んだ画像データを処理する画像処理装置であって、
上記対象物内の前景の周囲に存在する均一色の背景が背景領域像として前景領域像の周囲に写り込んだ画像データについて、上記背景領域像の一部又は全ての領域の色を取得又は算出する第1の手段と、
上記第1の手段によって取得又は算出された上記背景領域像の色に基づいて、上記画像データ内での当該背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色を算出する第2の手段と、
上記画像データに対して歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行う第3の手段とを備え、
上記画像データは、周囲領域を上記背景と識別可能に着色した平坦部材における着色領域の内縁から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、若しくは、フレームが描画された平坦部材における上記フレームから任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、又は、マーク若しくは図形が描画された平坦部材における当該マーク若しくは当該図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材を用いて、当該補助部材の窓部を上記対象物のうち撮像したい箇所の上に位置させるように、当該対象物上に当該補助部材を載置して撮像して得られたものであり、上記前景領域像の周囲に上記背景領域像が写り込むとともに、上記背景領域像の外側に当該背景領域像と識別可能な着色領域の像若しくはフレームの像が写り込んだもの、又は、上記背景領域像の位置を画定するためのマーク若しくは図形の像が写り込んだものであり、
上記背景領域像は、上記着色領域の内縁から任意幅だけ残した上記内側の領域の像、若しくは、上記フレームから任意幅だけ残した上記内側の領域の像、又は、上記マーク若しくは上記図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ残した上記内側の領域の像であり、
上記第3の手段は、上記画像データに写り込んだ上記背景領域像と上記着色領域の像との境界の位置若しくは上記画像データに写り込んだ上記フレームの像の位置、又は、上記画像データに写り込んだ上記マーク若しくは上記図形の像の位置を取得し、取得した上記位置に基づいて、歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行い、
上記第1の手段は、上記第3の手段によって歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行って得られた処理後の画像データについて、上記背景領域像の色を取得又は算出すること
を特徴とする画像処理装置。 - 上記第1の手段は、上記前景領域像の周囲を囲む上記背景領域像内の任意の1周分の画素群の色を取得又は算出すること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 上記画素群は、矩形の辺を構成する1画素幅の画素群であること
を特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 上記第2の手段は、上記背景領域像の内側の領域における画素P(x,y)から縦横方向に延ばした直線と上記画素群とが交差する画素の画素群上の色を、上記画素P(x,y)から上記画素群上の画素までの距離の比に比例するように補間して、上記画素P(x,y)についての背景色を算出すること
を特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 - 上記第2の手段は、上記画素群を構成する1辺とその対辺との間にあるラインであってこれら2辺に平行なラインの色分布を、これら2辺の画素群の色分布を補間することによって求めて、さらに、そのラインの始点側及び終点側のそれぞれの色の差異に基づいて当該ラインの色分布の差異を補間によって求め、求めた上記ラインの色分布と当該ラインの色分布の差異とに基づいて、上記背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色を算出すること
を特徴とする請求項3記載の画像処理装置。 - 上記第2の手段は、上記画素群を構成する1辺とその対辺との間にあるラインであってこれら2辺に平行なラインの色分布を求めるに際して、上記ラインからこれら2辺までの距離の比に比例するように、これら2辺の画素群の色分布を補間すること
を特徴とする請求項5記載の画像処理装置。 - 上記第2の手段は、上記ラインの色分布の差異を求めるに際して、当該ラインの始点側及び終点側のそれぞれの色の差異を、当該ライン上の各画素から当該ラインの始点までの距離及び終点までの距離の比に比例するように補間すること
を特徴とする請求項5記載の画像処理装置。 - 上記画像データは、上記補助部材と任意の平坦部材とをL字型に組み合わせて形成された部材を用いて、L字型の当該部材のうち一方の部材である上記補助部材の窓部を上記対象物のうち撮像したい箇所の上に位置させるように、当該対象物上に当該補助部材を載置するとともに、当該対象物の残りの領域をL字型のうち他方の部材である上記任意の平坦部材に沿わせた状態で撮像して得られたものであり、
上記背景領域像は、上記着色領域の内縁から任意幅だけ残した上記内側の領域の像、若しくは、上記フレームから任意幅だけ残した上記内側の領域の像、又は、上記マーク若しくは上記図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ残した上記内側の領域の像であること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 上記画素群は、任意の閉じた形状からなる図形の周縁を構成する1画素幅の画素群であり、
上記第1の手段は、上記図形を矩形に変換し、得られた当該矩形の辺を構成する画素群の色を取得又は算出し、
上記第2の手段は、上記第1の手段によって取得又は算出された上記矩形の辺を構成する画素群の色に基づいて、上記画像データ内での上記背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色を算出した後、元の上記図形に逆変換すること
を特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 上記画像データは、上記背景領域像の位置に当該背景領域像の色でない色が写り込んでいる領域が存在するものであり、
上記第1の手段は、上記背景領域像において当該背景領域像の色でない色が写り込んでいる領域を検出し、当該背景領域像の色でない色が写り込んでいる領域の前後の画素の色に基づいて補間して、当該背景領域像の色でない色が写り込んでいる領域が背景であったとした場合における当該領域の色を定めること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 上記第2の手段は、上記第1の手段によって取得又は算出された上記背景領域像の色に基づいて、上記画像データ内での当該背景領域像内の領域若しくは当該背景領域像の外側の領域又はこれら両方の領域における各画素についての背景色をも算出すること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 上記画像データは、上記対象物の像が写り込んだ領域の周囲の一部に上記背景領域像が写り込んでいない領域があるものであり、
上記第1の手段は、上記画像データに写り込んでいない領域の色を、当該画像データに写り込んでいる上記背景領域像の色に基づいて擬似的に算出すること
を特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 上記第2の手段によって算出された上記背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色に基づいて前景色を算出する第4の手段を備えること
を特徴とする請求項1乃至請求項12のうちいずれか1項記載の画像処理装置。 - 所定の対象物の像が写り込んだ画像データを画像処理装置によって処理する画像処理方法であって、
上記画像処理装置が、上記対象物内の前景の周囲に存在する均一色の背景が背景領域像として前景領域像の周囲に写り込んだ画像データに対して歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行う第1の工程と、
上記画像処理装置が、上記第1の工程にて歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行って得られた処理後の画像データについて、上記背景領域像の一部又は全ての領域の色を取得又は算出する第2の工程と、
上記画像処理装置が、上記第2の工程にて取得又は算出された上記背景領域像の色に基づいて、上記処理後の画像データ内での当該背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色を算出する第3の工程とを備え、
上記画像データは、周囲領域を上記背景と識別可能に着色した平坦部材における着色領域の内縁から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、若しくは、フレームが描画された平坦部材における上記フレームから任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、又は、マーク若しくは図形が描画された平坦部材における当該マーク若しくは当該図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材を用いて、当該補助部材の窓部を上記対象物のうち撮像したい箇所の上に位置させるように、当該対象物上に当該補助部材を載置して撮像して得られたものであり、上記前景領域像の周囲に上記背景領域像が写り込むとともに、上記背景領域像の外側に当該背景領域像と識別可能な着色領域の像若しくはフレームの像が写り込んだもの、又は、上記背景領域像の位置を画定するためのマーク若しくは図形の像が写り込んだものであり、
上記背景領域像は、上記着色領域の内縁から任意幅だけ残した上記内側の領域の像、若しくは、上記フレームから任意幅だけ残した上記内側の領域の像、又は、上記マーク若しくは上記図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ残した上記内側の領域の像であり、
上記第1の工程では、上記画像処理装置が、上記画像データに写り込んだ上記背景領域像と上記着色領域の像との境界の位置若しくは上記画像データに写り込んだ上記フレームの像の位置、又は、上記画像データに写り込んだ上記マーク若しくは上記図形の像の位置を取得し、取得した上記位置に基づいて、歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行うこと
を特徴とする画像処理方法。 - 所定の対象物の像が写り込んだ画像データを処理するコンピュータ実行可能な画像処理プログラムであって、
上記コンピュータを、
上記対象物内の前景の周囲に存在する均一色の背景が背景領域像として前景領域像の周囲に写り込んだ画像データについて、上記背景領域像の一部又は全ての領域の色を取得又は算出する第1の手段、
上記第1の手段によって取得又は算出された上記背景領域像の色に基づいて、上記画像データ内での当該背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色を算出する第2の手段、及び、
上記画像データに対して歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行う第3の手段として機能させ、
上記画像データは、周囲領域を上記背景と識別可能に着色した平坦部材における着色領域の内縁から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、若しくは、フレームが描画された平坦部材における上記フレームから任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、又は、マーク若しくは図形が描画された平坦部材における当該マーク若しくは当該図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材を用いて、当該補助部材の窓部を上記対象物のうち撮像したい箇所の上に位置させるように、当該対象物上に当該補助部材を載置して撮像して得られたものであり、上記前景領域像の周囲に上記背景領域像が写り込むとともに、上記背景領域像の外側に当該背景領域像と識別可能な着色領域の像若しくはフレームの像が写り込んだもの、又は、上記背景領域像の位置を画定するためのマーク若しくは図形の像が写り込んだものであり、
上記背景領域像は、上記着色領域の内縁から任意幅だけ残した上記内側の領域の像、若しくは、上記フレームから任意幅だけ残した上記内側の領域の像、又は、上記マーク若しくは上記図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ残した上記内側の領域の像であり、
上記第3の手段は、上記画像データに写り込んだ上記背景領域像と上記着色領域の像との境界の位置若しくは上記画像データに写り込んだ上記フレームの像の位置、又は、上記画像データに写り込んだ上記マーク若しくは上記図形の像の位置を取得し、取得した上記位置に基づいて、歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行い、
上記第1の手段は、上記第3の手段によって歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行って得られた処理後の画像データについて、上記背景領域像の色を取得又は算出すること
を特徴とする画像処理プログラム。 - 所定の対象物を撮像して当該対象物の像が写り込んだ画像データを生成する撮像装置であって、
上記対象物を撮像する撮像手段と、
上記対象物内の前景の周囲に均一色の背景が存在する状態で上記撮像手段によって撮像することによって当該均一色の背景が背景領域像として前景領域像の周囲に写り込んだ画像データについて、上記背景領域像の一部又は全ての領域の色を取得又は算出する第1の手段と、
上記第1の手段によって取得又は算出された上記背景領域像の色に基づいて、上記画像データ内での当該背景領域像の内側の領域における各画素についての背景色を算出する第2の手段と、
上記画像データに対して歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行う第3の手段とを備え、
上記画像データは、周囲領域を上記背景と識別可能に着色した平坦部材における着色領域の内縁から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、若しくは、フレームが描画された平坦部材における上記フレームから任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材、又は、マーク若しくは図形が描画された平坦部材における当該マーク若しくは当該図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ内側の領域を残した状態で窓部を形成した補助部材を用いて、当該補助部材の窓部を上記対象物のうち撮像したい箇所の上に位置させるように、当該対象物上に当該補助部材を載置して撮像して得られたものであり、上記前景領域像の周囲に上記背景領域像が写り込むとともに、上記背景領域像の外側に当該背景領域像と識別可能な着色領域の像若しくはフレームの像が写り込んだもの、又は、上記背景領域像の位置を画定するためのマーク若しくは図形の像が写り込んだものであり、
上記背景領域像は、上記着色領域の内縁から任意幅だけ残した上記内側の領域の像、若しくは、上記フレームから任意幅だけ残した上記内側の領域の像、又は、上記マーク若しくは上記図形から画定される上記背景の外周の位置から任意幅だけ残した上記内側の領域の像であり、
上記第3の手段は、上記画像データに写り込んだ上記背景領域像と上記着色領域の像との境界の位置若しくは上記画像データに写り込んだ上記フレームの像の位置、又は、上記画像データに写り込んだ上記マーク若しくは上記図形の像の位置を取得し、取得した上記位置に基づいて、歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行い、
上記第1の手段は、上記第3の手段によって歪曲補正処理若しくは正面化処理又はその両方を行って得られた処理後の画像データについて、上記背景領域像の色を取得又は算出すること
を特徴とする撮像装置。
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